una tensi

1
Protección contra sobretensiones
una tensión sin tensiones
2
Una tensión con pocas tensiones
Nuevos tiempos, nuevos
conceptos?, nuevas necesidades
?
3
De qué vamos a hablar ?

• De lo que son,
• de lo que representan,
• de la forma de protegerse
• y de aspectos normativos

las sobretensiones
4
Reflexiones
? Me interesa proteger las instalaciones y sus
equipos eléctricos y electrónicos frente a las
sobretensiones ?
? O prefiero sustituir las instalaciones y los
equipos averiados después de una sobretensión ?
Mas vale prevenir que lamentar
La nueva reglamentación aporta
nuevas prescripciones en cuanto a sobretensiones
5
RBT-02. Art.16. 3 Instalaciones interiores o
receptoras Los sistemas de protección para las
instalaciones de baja tensión impedirán los
efectos de las sobreintensidades y
sobretensiones que por distintas causas
cabe prever en las mismas y resguardarán a sus
materiales y equipos de las acciones
y efectos de los agentes externos
ITC-09 ITC-17 ITC-23 ITC-25
6
Que es una sobretensión?
? Es un aumento de la tensión nominal?
Tensión eficaz, instantánea, de cresta ? Las
fases, el neutro, respecto a tierra ? Horas,
minutos, segundos, mseg., ?seg. ? A 50 Hz, a
kHz, a MHz ? Aumentan de repente o poco a
poco ? Están relacionadas con otros
problemas, huecos de tensión, resonancias, ?
Implican deformación de la onda ?
7
Sobretensiones, tipos
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Aumenta la tensión
Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz
8
Evolución de la compatibilidad
electromagnética (CEM)
Grado de perturbación
Inmunidad a la perturbación
1950 1960 1970
1980 1990 2000
9
Sobretensiones transitorias

• Equipos afectados
• De todo tipo eléctricos y electrónicos
• Daños en los equipos
• Mal funcionamiento
• Envejecimiento prematuro
• Destrucción

10
Sobretensiones transitorias

• Origen de las perturbaciones
• Rayo
• Maniobras eléctricas y de conmutación aperturas
  o cierres de interruptores, arranque de
  motores, conmutación de cargas inductivas,
  etc.
• Parásitos ciertos equipos emisores de
  frecuencias industriales, tales como soldadura
  eléctrica, hornos de arco, motores,
  condensadores, etc.
• ? Acoplamientos líneas eléctricas (aéreas
  y subterráneas), líneas de conmutación (aéreas y
  subterráneas), líneas de transmisión de
  datos, tomas de tierra,

Caída directa en equipos eléctricos o en zonas
próximas Caída indirecta en zonas alejadas pero
que inducen intensos campos eléc.
Fundamentalmente por la inductancia de las
instalaciones
11
Sobretensiones transitorias
de origen atmosférico
se pueden generar de tres formas
? Conducida Cuando un rayo cae directamente en
una línea aérea. La energía del rayo eleva el
potencial de la línea, se puede propagar a lo
largo de kilómetros. ? Inducida Cuando el rayo
cae en la proximidad de una línea eléctrica. El
campo magnético producido por la intensa descarga
de corriente, genera por inducción
electromagnética, un pico de sobretensión que se
puede propagar varios kilómetros. ? Por elevación
del potencial de tierra Cuando un rayo cae a
tierra o cae en un pararrayos que lo deriva a
tierra. La fuerte intensidad hace aumentar el
potencial de tierra , y en consecuencia, la toma
de tierra puede alcanzar varios miles de Voltios.
12
Un paréntesis Protección contra el rayo
Normas UNE 21185 y UNE 21186 (no son normas de
referencia en el RBT)
C. T. E.
13
Sobretensiones transitorias
Los daños que provocan las sobretensiones
dependen de la forma de onda que les
acompaña
14
Sobretensiones transitorias
La forma de onda viene definida por tres
parámetros
? Valor de cresta muy superior al valor
admisible de condensadores, diodos y
semiconductores en general
? Tiempo de crecimiento es muy rápido, afecta a
algunos componentes como tiristores y triacs
? Duración del Impulso una larga duración
avería a la mayor parte de los
componentes
t
15
Sobretensiones transitorias
Onda t M / t D t M tiempo de crecimiento
t D duración (µs)
Tensión o Intensidad
IMPULSOS
90
Para una ONDA DE TENSIÓN t M 1,67 (t
90 t 30) t D t 50 t 30
50
Para una ONDA DE INTENSIDAD t M 1,25 (t
90 t 10) t D t 50 t 10
30
Ejemplos de Ondas Normalizadas
10
ONDA DE TENSIÓN 1,2 / 50
t50
t 10
t 30
t 90
tiempo (µs)
ONDA DE INTENSID. 8 / 20
ONDA DE INTENSID. 10 / 350
16
Sobretensiones transitorias
Distintos tipos de impulsos
Impulsos tipo rayo lt 100 ?s
Conmutaciones en redes lt 1 ms
t
el 70
el 30
17
Sobretensiones transitorias
Tipos básicos, según el modo de propagación
Modo DIFERENCIAL o SIMÉTRICA
Modo COMÚN o ASIMÉTRICA
Fases
Fases
U
Neutro
Neutro
U
Las sobretensiones se producen entre los
conductores activos y Tierra
Fases-Tierra o Neutro-Tierra
Las sobretensiones se producen entre los propios
conductores activos Fase-Fase o
Fase-Neutro
18
Sobretensiones transitorias
Funcionamiento de la protección
19
Sobretensiones transitorias
Funcionamiento de la protección
20
Sobretensiones transitorias
Funcionamiento de la protección
21
Sobretensiones transitorias
Qué tipos de descargadores hay? ?
Fundamentalmente hay dos tipos
? DESCARGADORES DE GAS, DE AIRE, DE
CORRIENTE DE RAYO, VIAS DE CHISPAS,
? LIMITADORES DE SOBRETENSIÓN, DESCARGADORES DE
VARISTORES, RECORTADORES DE ONDA, SUPRESORES
DE SILICIO O SELENIO, DESCARGADORES DE CARBÓN,
DIODOS ZENER,

• Cada uno de los dos tipos, gestiona de
  distinta forma los impulsos de
  sobretensión

22
Sobretensiones transitorias
Parámetros de los protectores contra
sobretensiones
Uc ? TENSIÓN MÁXIMA DE SERVICIO. Es la que
puede soportar de forma permanente (tensión de la
red) In ? CORRIENTE NOMINAL DE DESCARGA.
Corriente de pico (onda 8/20), que soporta 15
veces el protector Imáx ? CORRIENTE MÁXIMA DE
DESCARGA (Clase II). Corriente de pico
(onda 8/20), que soporta UNA SOLA VEZ el
protector Iimp ? CORRIENTE DE IMPULSO (Clase
I). Corriente de pico (onda
10/350), que soporta UNA SOLA VEZ el
protector Up ? TENSIÓN DE PROTECCIÓN. Tensi
ón residual en bornes del protector
La que pueden soportar las cargas que se
quieren proteger
23
Sobretensiones transitorias
RBT, ITC-23 . . .
INSTALACIONES INTERIORES O RECEPTORAS
PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
24
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación receptora
RED DE DISTRIBUCIÓN
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
25
TIPOS DE INSTALACIONES EN EL RBT
Instalación receptora
RED DE DISTRIBUCIÓN
INSTALACIÓN DE ENLACE
INSTALACIÓN INTERIOR
Propiedad de un único usuario
26
?
DIFERENCIAS
RED DE DISTRIBUCIÓN
INSTALACIÓN INTERIOR
INSTALACIÓN DE ENLACE
? CARLOS LÓPEZ BUENO
27
Sobretensiones transitorias
ITC-23 . . .

• Es preciso distinguir dos tipos de
  sobretensiones transitorias
• ? Las producidas como consecuencia de la
  descarga directa del rayo.
• ? Las debidas a la influencia de la descarga
  lejana del rayo, conmutaciones de la red,
  defectos en la red, efectos inductivos,
  capacitivos, etc.

Ésta ITC NO TRATA la descarga directa del rayo
28
Sobretensiones transitorias
ITC-23 . . .
Descripción de las categorías
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones,
destinados a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA I
Para equipos destinados a ser conectados a una
instalación eléctrica fija
CATEGORÍA II
Para equipos y materiales que forman parte de la
instal. eléc. fija y a otros equipos que se
requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA III
Para equipos y materiales que se conecten en el
origen o muy próximos al mismo, aguas arriba del
cuadro de distr.
CATEGORÍA IV
29
Sobretensiones transitorias
La categoría indica la tensión soportada a la
onda de choque de sobretensión La categoría
determina el valor límite máximo de la tensión
residual que dañaría

• Mediante una adecuada selección de la categoría,
  se puede lograr la COORDINACIÓN DEL
  AISLAMIENTO del conjunto, reduciendo el riesgo
  de fallo a un nivel aceptable

ITC-23 . . .
están concebidas como
una estrategia para conseguir
una protección en cascada,
que integra tres niveles de
protección
30
Sobretensiones transitorias
ITC-23 . . .
Descripción de las categorías
Protección escalonada
Para equipos muy sensibles a las sobretensiones,
destinados a ser conectados a instalación fija
CATEGORÍA I
Para equipos destinados a ser conectados a una
instalación eléctrica fija
CATEGORÍA II
Para equipos y materiales que forman parte de la
instal. eléc. fija y a otros equipos que se
requiere alta fiabilidad
CATEGORÍA III
Para equipos y materiales que se conecten en el
origen o muy próximos al mismo, aguas arriba del
cuadro de distr.
CATEGORÍA IV
31
Sobretensiones transitorias
Tipos de descargadores, niveles
Protección contra corrientes de rayo
Protección general contra sobretensiones en BT
Protección contra sobretensiones para equipos
sensibles
32
Sobretensiones transitorias
dos tipos de situaciones
ITC-23 . . .
Situación natural - Cuando se prevé un bajo
riesgo, se considera suficiente la
resistencia a sobretensiones de los equipos
- Cuando la instalación se alimenta desde
una red subterránea o aérea apantallada
Situación controlada - Cuando una instalación se
alimenta o incluye una línea aérea, desnuda o
aislada, se considera necesario una protección
contra sobretensiones de origen atmosférico en
el origen de la instalación
- También se
considera Sit. Controlada aquélla Sit. Natural
que por continuidad del servicio, valor
económico de los equipos, pérdidas
irreparables...
33
Sobretensiones transitorias
Resumen, es obligatorio instalar
protecciones contra sobretensiones transitorias
ITC-23 . . .

• Si la alimentación en BT es total o parcialmente
  aérea
• Si de la instalación sale alguna línea aérea
• Si el edificio (o uno próximo), tiene pararrayos
• Si el riesgo de averías puede suponer pérdidas
  irreparables
• Si es muy necesaria la continuidad del servicio
• Si es elevado el valor económico de los equipos

En los demás casos es solamente MUY recomendable
34
Sobretensiones transitorias
?
Guía de aplicación de ITC-23
35
Sobretensiones temporales, o permanentes, o a
50 Hz
36
Sobretensiones, tipos
Aparece un impulso
Sobretensión transitoria
Aumenta la tensión
Sobretensión temporal, permanente o a 50 Hz
37
Sobretensiones temporales
RBT-02. Art.16. 3 Instalaciones interiores o
receptoras Los sistemas de protección para las
instalaciones de baja tensión impedirán los
efectos de las sobreintensidades y
sobretensiones que por distintas causas
cabe prever en las mismas y resguardarán a sus
materiales y equipos de las acciones
y efectos de los agentes externos
ITC-09 ITC-17 ITC-23 ITC-25
38
Sobretensiones temporales
Las sobretensiones temporales, también
llamadas sobretensiones permanentes, o
sobretensiones a frec. industrial, se producen
no solo por corte del neutro
en
cualquier punto de la RED DE DISTRIBUCIÓN,
en
cualquier punto de INSTALACIÓN DE ENLACE, o
en cualquier
punto de la INSTALACIÓN INTERIOR O RECEPTORA,
sino también por conexión o
desconexión de un GRAN CONSUMO, conexión o
desconexión de CONDENSADORES,
39
Sobretensiones temporales
?
Los protectores contra sobretensiones
transitorias tienen
que disipar la energía de los impulsos de las
sobretensiones Han de engullir literalmente
la energía de la sobretensión
Los protectores contra sobretensiones
temporales tienen que actuar para que el
suministro se interrumpa cuando la tensión
supere un cierto valor, durante un tiempo,
no tolerable para el equipo eléctrico. ?
Por tanto, necesitan mandar unos
contactos que corten el suministro
40
Sobretensiones temporales
? Los protectores contra sobretensiones
permanentes tienen que interrumpir el suministro
solamente cuando sea necesario, es decir,
cuando la sobretensión permanente sea realmente
perjudicial para los equipos eléctricos de la
instalación
? Los aparatos eléctricos normales, los
domésticos, soportan incrementos de tensión de
hasta el 50 (ó más), durante algunas décimas de
segundo (o más) ??
? El mercado ofrece hace años para el sector
industrial, todo tipo de
protecciones contra sobretensiones,
regulables en tensión
máxima, en tensión mínima,
en tiempo de retardo en el disparo, etc.,
41
Sobretensiones temporales

• Pero el sector doméstico y el pequeño sector
  terciario, necesita una protección contra
  sobretensiones permanentes que sea
• ? Muy fiable, ? de bajo coste, ? fácil de
  instalar, ? sin regulación, ? de
  larga vida, ? sin mantenimiento, ? modular, ?
  que ocupe poco espacio, ? posibilidad de
  monofásico y de trifásico ? y que en ningún
  momento pueda disminuir la seguridad de las
  personas y de las instalaciones.

? Éste tipo de protecciones ya existen, haciendo
que dispare un interruptor
diferencial u otro interruptor, es un reto actual
de los fabricantes de éste tipo de
protecciones
?
42
Sobretensiones temporales
Cuando la tensión retorne al valor
nominal, o en previsión de disparos
intempestivos, puede y debe existir la
posibilidad de que sea reenganchable
? Dicha posibilidad es muy interesante, cuando no
necesaria (congelador descongelado, etc., aunque
se haya evitado un mal mayor), pero exigirá que
el Interruptor General Automático o el Int.
Diferencial General (el que haga actuar la
protección contra sobretensiones permanentes),
sea motorizado o, con los intentos de reconexión
que proceda, programados los ciclos de
reenganche, etc., o simplemente que reconecte
cuando la tensión
retorne a su valor nominal
43
Sobretensiones temporales
RESUMEN de posibilidades
Protección contra sobretensiones ? TRANSITORIAS,
distintos niveles ? PERMANENTES, sin
reenganche o con reenganche ? TRANSITORIAS y
PERMANENTES
Monofásico y trifásico
Protecciones contra sobretensiones
transitorias en TV, comunicaciones y señales en
general
44
Protecciones contra sobretensiones
? La reglamentación actual obliga a proteger a
los equipos frente a sobretensiones
originadas por cualquier causa
El Real Decreto 842/2002 Reglamento
Electrotécnico para Baja Tensión
La Reglamentación Autonómica emergente
(Normas Particulares de Empresas Distribuidoras)
45
Protecciones contra sobretensiones
BOJA núm. 109 Página núm. 72
Sevilla, 7 de junio 2005
CONSEJERIA DE INNOVACION, CIENCIA Y
EMPRESA RESOLUCION de 5 de mayo de 2005, de la
Dirección General de Industria, Energía y Minas,
por la que se aprueban las normas particulares y
condiciones técnicas y de seguridad de la empresa
distribuidora de energía eléctrica Endesa
Distribución, S.L.U., en el Ámbito de la
Comunidad Autónoma de Andalucía.
46
Protecciones contra sobretensiones
Capítulo II Acometidas e instalaciones de
enlace Ap. 8.2 Composición y características de
los cuadros -
Dispositivos de protección contra sobretensiones,
según el art. 16.3 del REBT, siendo opcional para
el titular de la instalación el que sea con
reconexión automática al reestablecerse las
condciciones normales del servicio
47
Protecciones contra sobretensiones
Entrada en vigor de las NPS
BOJA núm 228, de 7-11-2005

• Carácter obligatorio para las instalaciones cuya
  documentación se presente para su tramitación en
  las Delegaciones Provinciales a partir del
  7-12-2005
• El último transitorio llega hasta el 7-12-2007,
  para las instalaciones proyectadas antes del
  7-12-2005

48
Protecciones contra sobretensiones
Criterios de interpretación (www.endesa.es)
49
Protecciones contra sobretensiones
Que está pasando en otros lugares de España?
Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya Núm.
4827 22.2.2007 6425
RESOLUCIÓ ECF/4548/2006, de 29 de desembre, per
la qual saproven a Fecsa-Endesa les Normes
tècniques particulars relatives a les
installacions de xarxa i a les installacions
denllaç (exp. EE-104/01).
50
Protecciones contra sobretensiones
Fecsa-Endesa
? Han coincidido con los técnicos de la
Generalitat en la interpretación del
Art. 16 del Reglamento de BT
en el sentido de que el mismo obliga a
proteger las instalaciones para los efectos de
las sobretensiones que por
distintas causas cabe prever en las mismas,
entre las que están incluidas las roturas
de neutro o falsas
conexiones que se puedan producir
en cualquier punto.
51
Protecciones contra sobretensiones
Fecsa-Endesa
Composició i característiques dels quadres Els
dispositius generals i individuals de comandament
i protecció seran, com a mínim - Un interruptor
general automàtic de tall omnipolar que permeti
el seu accionament manual i que estigui dotat
delements de protecció contra sobrecàrregues i
curtcircuits Aquest interruptor serà independent
de linterruptor de control de potència. -
Dispositius destinats a la protecció contra les
sobretensions permanents amb caracter
obligatori. - Dispositius destinats a la
protecció contra les sobretensions transitòries,
segons ITC-BT-23. - Un interruptor diferencial
general, destinat a la protecció ...